是否存在已知的NP完全问题,既没有强意义上的NP难题,也没有伪多项式算法?


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Garey和Johnson 在他们的论文(第503页)中评论:

...可能存在一个NP完全问题,从强意义上讲既不是NP完全问题也不是可以用伪多项式时间算法解决的问题...

有谁知道上述属性的一些候选问题?

我认为这个问题的可能答案可能是通常意义上的NP完全问题的列表,因此没有伪多项式算法可知。


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通过将NP完全问题与伪多项式时间算法和Ladner定理中的NP中间语言相结合,是否有可能构成一个人工例子?
伊藤刚(Tsuyoshi Ito)

2
我先前发布的答案不正确;我很抱歉。这就是我手挥手和张贴时发生的情况!
丹尼尔·阿蓬

Answers:


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我不知道您是否有兴趣听取我对您的问题的评论的更多详细信息,但是无论如何,这里有更多详细信息。

如果P = NP,NP中的每个问题都可以在多项式时间内解决,因此可以在伪多项式时间内解决,这意味着没有问题可以满足您的要求,正如Magnus在回答中所指出的那样。因此,在其余答案中假定P≠NP。

因为P≠NP,存在语言大号 ∈NP∖P,其不是NP完全(拉德纳定理)。考虑以下问题:

分区和的直接产物大号
实例中号正整数一个1,...,ķ整数b 1,...,b ķ ∈{0,1}。
问题:以下两项都成立吗?
(1)整数一个1,...,形成分区问题的是实例。
(2)ķ比特串b 1 ... b ķ属于大号

根据Garey和Johnson的论文,将Length函数定义为m +⌈logmax i a i i + k,而Max函数定义为max i a i

例行检查(i)弱意义上的NP完全;(ii)它没有伪多项式时间算法;以及(iii)在强意义上,它不是NP完全感。

(提示:(i)成为NP的成员是因为分区问题和L都在NP中。对于NP硬度,请减少对这个问题的分区。(ii)构造从L到此问题的伪多项式变换。 (iii)使用分区具有伪多项式时间算法的事实构造从该问题到L的伪多项式变换。)

在此构造中,分区问题没有什么特别的:您可以将自己喜欢的弱NP完全问题与伪多项式时间算法一起使用。


谢谢你的回答。与您所描述的相反,我对非人为问题更感兴趣。尽管我对非人为问题的定义存有疑问。
Oleksandr Bondarenko

@Oleksandr:至于L的选择,您可以使用任何NP中间语言。但是,您是正确的,无论您选择哪种语言L,由于使用带有Partition的直接乘积,此构造都会出现人为的问题。我不知道有任何自然问题可以满足您的要求。
伊藤刚(Tsuyoshi Ito)

无论如何,您的回答对我来说很有趣,值得赞扬。
Oleksandr Bondarenko

(Edit:Nevermind。:))
Daniel Apon

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我会说答案显然是“否”(也就是说,没人知道),因为没有人知道能否在多项式时间内解决NP完全问题,更不用说多项式了。(当然,每个多项式算法都是伪多项式。)如果您在NPC中发现无法在伪多项式时间内解决的问题,则只需证明P≠NP,因此我可以肯定地说没有这样的例子很快就会产生。


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我已将问题编辑为“有人知道某些候选问题吗……?”
Oleksandr Bondarenko
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